一种底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置的制作方法

本发明涉及高碱固废处理，尤其涉及一种底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置。

背景技术：

1、高碱固废和烟气是燃煤电厂排出的主要固废和气废，随着电力工业的发展，燃煤电厂的废物排放量逐年增加。高碱固废的特点是碱金属含量高，若就地堆放，则会浪费土地资源，对大气及地下水造成危害；并且烟气直接排放的话会对环境造成危害。

2、现有技术中，高碱固废和烟气通常采用反应罐进行处理，往往会出现混合不均匀的情况，使得烟气无法与高碱固废的浆液充分接触，进而导致反应不充分，影响矿化反应的进行，进而影响废物的处理效率。而且现有的搅拌装置多采用旋桨结构，容易使浆液产生沉淀，导致设于反应罐底部的曝气管发生堵塞。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，使得烟气与高碱固废的浆液充分接触，提高反应效率。

2、本申请一方面实施例提出一种底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，包括：反应罐、搅拌壳、输送管、曝气管和紊流板，所述反应罐顶部可开合设有盖板，反应罐的下部为锥形底壳，锥形底壳的底部具有出料口；所述搅拌壳通过出料口与锥形底壳连接，搅拌壳内设有叶轮，叶轮通过转轴连接于驱动装置；所述输送管具有第一端口和第二端口，第一端口连接搅拌壳的一侧，第二端口通过切换阀连接回流管和排料管，回流管的出口端伸入反应罐内，以通过对切换阀的切换来控制物料进入回流管或排料管；曝气管具有若干个均布开设的曝气孔，曝气管设于锥形底壳内，曝气管通过输气管连接锅炉的排气口；所述紊流板固定于反应罐内壁，回流管的出口端位于紊流板的上方。

3、本申请通过设置搅拌壳和叶轮，浆液在叶轮的高速旋转作用下，对高碱固废具有剪切破碎作用，增大反应分子团比表面积，使高碱固废中的碱性物质(oh-)快速析出，消除水包灰现象，使固液混合更充分，提高反应效率，也可防止曝气管发生堵塞，而且可使浆液在反应罐内循环流动，防止沉淀的产生。

4、本申请通过在反应罐底部设置曝气管，增加了气体在反应罐中的停留时间，使得锅炉尾气与高碱固废的浆液充分接触，反应更加充分，进而增加了co2的固定量，提高反应效率。

5、本申请通过设置紊流板，使得反应罐中的浆液在叶轮的高速旋转作用下形成紊流，增大浆液中碱性物质的均匀分布程度，使碱性物质充分与锅炉尾气中的co2接触，进一步促进矿化反应。

6、本申请在输送管设置切换阀，通过切换阀的切换来控制浆液进入回流管或排料管，使反应罐内发生反应的浆液可选择从回流管重新进入反应罐内，或者从排料管排至下一设备，以此来控制反应过程。

7、本申请通过设置锥形底壳，一方面保证浆液在反应罐内无残留或尽量少的残留，另一方面也使浆液在搅拌过程中更容易形成漩涡。

8、本申请通过将曝气管、滤嘴和紊流板相结合，使锅炉尾气在反应罐内的运动路径延长，气泡上升速度减慢，锅炉尾气与浆液接触的时间延长，使矿化反应更加充分。

9、在一些实施例中，所述紊流板呈环状结构且水平设置，紊流板上均布设有若干个竖直方向的紊流孔。

10、在一些实施例中，所述紊流板包括第一紊流板和第二紊流板，第一紊流板设于第二紊流板的上方，第一紊流板的内径大于第二紊流板的内径，第一紊流板的外径与第二紊流板的外径相等。

11、在叶轮的高速旋转作用下，产生吸力，锅炉尾气与浆液同时进入搅拌壳内，使浆液在反应罐中形成漩涡，浆液的液位从反应罐中心位置到反应罐内壁处逐渐升高，因此第一紊流板的内径大于第二紊流板的内径，即第二紊流板的外环与内环的间距要大于第一紊流板的外环与内环的间距，使得浆液自下而上运动，依次穿过第二紊流板和第一紊流板，将浆液打散，增大浆液中碱性物质的均匀分布程度，使碱性物质充分与锅炉尾气中的co2接触，进一步促进矿化反应。

12、在一些实施例中，所述第二紊流板设置的紊流孔的圈数多于第一紊流板设置的紊流孔的圈数。

13、由于浆液的液位从反应罐中心位置到反应罐内壁处逐渐升高，则位于较上方的液量比较下方的液量更少，因此第二紊流板的紊流孔要多于第一紊流板的紊流孔，设计合理，节省制作紊流板的材料。

14、在一些实施例中，所述曝气管通过支架固定于锥形底壳上。

15、在一些实施例中，所述曝气管呈环状，转轴贯穿于曝气管的中心处。

16、在一些实施例中，所述曝气孔交错设于曝气管的上端面和下端面。使烟气与浆液充分混合。

17、在一些实施例中，所述曝气孔设有滤嘴。可使锅炉尾气细小化后进入反应罐，使气液接触更充分。

18、在一些实施例中，所述盖板具有加料口、加水口、排气口和ph值在线监测口，驱动装置设于盖板上端。加料口用于向反应罐内加入高碱固废，加水口用于向反应罐内加入水，排气口用于将未充分利用的锅炉尾气通过排气口进行排放，ph值在线监测口用于向反应罐内插入ph计，以在线监测浆液的ph值，通过浆液的ph值来控制浆液进入回流管或排料管。

19、在一些实施例中，所述盖板的下端具有用于与反应罐配合压紧的密封圈。当盖板闭合后，盖板与反应罐之间密封连接。

技术特征：

1.一种底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，所述紊流板呈环状结构且水平设置，所述紊流板上均布设有若干个竖直方向的紊流孔。

3.根据权利要求2所述的底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，所述紊流板包括第一紊流板和第二紊流板，所述第一紊流板设于所述第二紊流板的上方，所述第一紊流板的内径大于所述第二紊流板的内径，所述第一紊流板的外径与所述第二紊流板的外径相等。

4.根据权利要求3所述的底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，所述第二紊流板设置的所述紊流孔的圈数多于所述第一紊流板设置的所述紊流孔的圈数。

5.根据权利要求1所述的底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，所述曝气管通过支架固定于所述锥形底壳上。

6.根据权利要求1所述的底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，所述曝气管呈环状，所述转轴贯穿于所述曝气管的中心处。

7.根据权利要求1所述的底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，所述曝气孔交错设于所述曝气管的上端面和下端面。

8.根据权利要求1-7任一项所述的底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，所述曝气孔设有滤嘴。

9.根据权利要求1所述的底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，所述盖板具有加料口、加水口、排气口和ph值在线监测口，所述驱动装置设于所述盖板上端。

10.根据权利要求1所述的底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，其特征在于，所述盖板的下端具有用于与所述反应罐配合压紧的密封圈。

技术总结
本发明提出一种底部曝气涡流式固碳降碱快速反应装置，包括反应罐、搅拌壳、输送管、曝气管和紊流板，反应罐底部连接搅拌壳，搅拌壳内设有叶轮，输送管通过切换阀连接回流管和排料管，回流管的出口端伸入反应罐内，曝气管设于反应罐底部，曝气管通过输气管连接锅炉的排气口，紊流板固定于反应罐内壁。利用本申请的反应装置，浆液在叶轮的高速旋转作用下，对高碱固废具有剪切破碎作用，使高碱固废中的碱性物质快速析出，消除水包灰现象，使固液混合更充分，提高反应效率，而且可使浆液在反应罐内循环流动，防止沉淀的产生。

技术研发人员：于秋鸽,丁序海,尹希武,王智欣,钟宁,樊振丽,祝华军,陈离,徐国栋,甘志超,傅建伟
受保护的技术使用者：中煤科工开采研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11